CN110815829B - 用于塑料材料制成的工件的焊接机器 - Google Patents

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Abstract

一种用于塑料材料制成的工件的焊接机器(1)，其包括：两个工件承载夹具(2，3)，它们各自设置有具有适于容纳相应的待焊接的塑料工件的凹部(4a，5a)的模板(4，5)；移动组件(6)，其适于选择性地使两个工件承载夹具(2，3)彼此连接和压住，从而使容纳在模板(4，5)中的塑料工件彼此紧靠；振动构件(7)，其适于按指令使第一工件承载夹具(2)振动；自动零件锁定装置(12)，其适于选择性地将待焊接的塑料工件锁定/固定在第一工件承载夹具(2)的模板(4)内；以及电子控制单元，其适于驱动/控制自动零件锁定装置(12)。

Description

用于塑料材料制成的工件的焊接机器
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2018年8月10日提交的欧洲专利申请第18188547.6号的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及一种用于塑料材料制成的工件的焊接机器。
更详细地，本发明优选涉及一种用于对汽车及类似交通工具的前灯和尾灯的外壳进行振动焊接的机器。以下公开内容将在不失一般性的情况下对所述用途进行直接引用。
背景技术
众所周知，汽车的前灯和尾灯通常包括：凹陷且大致盆形的后部主体，其被构造成可稳定地嵌入交通工具车身中特制的容容座中；基本上透明的前半壳体，其被设置成基本上气密地封闭后部主体的口部，从而面向交通工具的车身外侧；以及一系列电驱动发光组件，它们放置在后部主体内部，各自位于前半壳体的相应的透明或半透明的区域背后，并且适于选择性地对前半壳体的对应的各个透明或半透明的区域进行背光照明。
在最现代的汽车灯中，后部主体和前半壳体均由塑料材料通过注塑成型制成，并且通常在发光装置被插入到后部主体内部之后被振动焊接在彼此之上。
执行汽车灯的两个部件的振动焊接的机器传统上设置有上部工件承载夹具和下部工件承载夹具，它们设置在彼此上方从而彼此完全面对，特别被构造成一个容纳汽车灯的前半壳体并且另一个容纳汽车灯的后部主体，并最终可按指令朝向彼此移动，以使汽车灯的两个零件相互抵靠。
更详细地说，上部夹具设置有工件保持模板，其由金属材料制成并且具有形状与前半壳体互补的凹部，从而能够容纳并保持前半壳体，并且其连接至振动构件，该振动构件可以使整个模板以给定的振幅和频率在预定的水平方向上振动。
下部夹具也设置有第二工件保持模板，其由金属材料制成并且具有形状与后部主体互补的凹部，从而能够容纳并保持后部主体，并且其连接至提升装置，该提升装置能够使下部夹具的模板抵靠上部夹具的模板，从而用力地使后部主体的口部的外周边缘压住面对且互补的前半壳体的外周边缘。
通常，振动焊接的产生是通过使前半壳体相对于后部主体以约240-250Hz(赫兹)的频率和约0.8-0.9mm(毫米)的振幅振动几秒钟且同时使汽车灯的这两个零件彼此压住。
尽管作为一种特别可靠且廉价的工序振动焊接到目前为止已被用于生产小型和中型汽车灯，但是由于通过注塑成型制成的前半壳体和后部主体具有通常在0.05％左右的尺寸公差，因此具有由此带来的问题。
实际上，为了容纳较大的零件，必须确定模板的凹部的尺寸。
换言之，以标称长度为500mm(毫米)的前半壳体作为参照，上部夹具的工件保持模板必须设置有形状/尺寸设置为容纳最大长度为500.25mm(毫米)的前半壳体的凹部。
显然，由于相同的凹部也必须容纳较小的零件，即，最大长度为499.75mm(毫米)的前半壳体，因此只要该零件尺寸的最大偏差大大小于振动焊接工序过程中由振动构件产生的最大振动振幅，就可以将前半壳体振动焊接到后部主体上。
实际上，如果不满足该杆部件，则在通过振动构件使上部夹具振动时前半壳体在上部夹具的模板内几乎保持不动。
遗憾的是，在汽车灯的情况下，前半壳体的外周边缘几乎总是由透明或半透明的塑料材料制成，所以焊接所涉及的区域总是可见的，因此必须尽可能地小。
由于振动焊接中涉及的工件区域的尺寸随着施加到模板的振动振幅的增加而增加，因此这种美学责任实际上要求将振动的最大振幅限制为不超过1.5mm(毫米)。超过该值会导致生产出沿焊接线具有肉眼可见缺陷的汽车灯。
这种操作限制导致实际上不可能在确保成品的高质量的同时对尺寸大于40-50cm的汽车灯的前半壳体和后部主体进行振动焊接。
为了克服这个限制，一些汽车灯制造商设想在上部夹具上使用小的锁定构件，它们以刚性且可手动调节的方式紧固到工件保持模板的主体上，并且具有使前半壳体在模板上居中和锁定的功能。
遗憾的是，在将每个单独的前半壳体插入工件保持模板中之前，必须由操作者手动调节这些定中构件的位置，从而显著延长汽车灯的生产时间。
另外，上部夹具的锁定构件具有非常短的使用寿命(不超过几百个焊接循环)，因为传递到工件保持模板的机械振动倾向于使将定中构件紧固到模板上的锚固螺钉和其他调节机构快速地损坏，具有由此带来的所有问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种工件锁定系统，其能够将汽车灯的前半壳体在上部夹具模板中保持在适当位置，使其自身适应半壳体的实际尺寸，并且其还避免了由振动构件施加的振动导致的问题。
按照这些目的，根据本发明，提供了一种用于对塑料材料制成的工件进行焊接的机器，其包括：两个工件承载夹具，它们各自设置有模板，该模板具有适于容纳相应的待焊接的塑料工件的凹部；以及移动组件，其适于使两个工件承载夹具彼此连接和压住；
该焊接机器的特征在于还包括：至少一个自动零件锁定装置，其适于将待焊接的塑料工件选择性地锁定/固定在第一工件承载夹具的模板内；以及电子控制单元，其适于驱动/控制至少一个自动零件锁定装置。
优选但非必要的，焊接机器的特征还在于，至少一个自动零件锁定装置紧固到第一工件承载夹具上，同时能够按指令自主地朝向和远离锁定位置移动，在锁定位置装置被设置成抵靠容纳在第一工件承载夹具的模板内的塑料工件，从而将塑料工件固定在该模板内。
优选但非必要地，焊接机器的特征还在于，机器设置有两个自动零件锁定装置，它们基本上彼此相对地设置在第一工件承载夹具的模板的凹部的相对两侧上。
优选但非必要地，焊接机器的特征还在于，机器还包括振动构件，其适于按指令使第一工件承载夹具振动，或包括激光发射器，其适于对容纳在两个工件承载夹具中的一个的模板中的塑料工件的外周边缘进行加热，从而引起塑料材料的局部软化。
优选但非必要地，焊接机器的特征还在于，振动构件适于按指令使第一工件承载夹具沿着给定的第一方向振动，并且机器设置有两个自动零件锁定装置，它们一个设置在另一个前面，并沿第一方向基本上对齐。
优选但非必要地，焊接机器的特征还在于，第一工件承载夹具的模板的凹部形状是长方形的并且在模板的主体上平行于第一方向延伸，两个自动零件锁定装置位于凹部的两个端部处。
优选但非必要地，焊接机器的特征还在于，所述/每个自动零件锁定装置包括：可动插销，其以轴向滑动的方式插入到设置在第一工件承载夹具的模板中的对应的长方形容座中，并且设置有锁定附属部，该锁定附属部能在第一工件承载夹具的模板的凹部处移动，从而能够选择性地抵靠暂时容纳在模板的凹部中的塑料工件；以及电驱动锁定构件，其适于按指令使可动插销压住长方形容座的侧壁，从而通过摩擦力选择性地将可动插销锁定/固定在第一工件承载夹具的模板上。
优选但非必要地，焊接机器的特征还在于，至少一个由高摩擦系数材料制成的第一板刚性地紧固到长方形容座的壁上，并且电驱动锁定构件适于使可动插销选择性地压住至少一个由高摩擦系数材料制成的第一板。
优选但非必要地，焊接机器的特征还在于，可动插销设置有至少一个由高摩擦系数材料制成的第二板，其面对并滑过至少一个由高摩擦系数材料制成的第一板，并且电驱动锁定构件适于使至少一个由高摩擦系数材料制成的第二板选择性地压住至少一个由高摩擦系数材料制成的第一板。
优选但非必要地，焊接机器的特征还在于，振动构件适于按指令使第一工件承载夹具在给定的第一方向上振动，并且可动插销能在第一工件承载夹具的模板内平行于第一方向轴向地移动。
优选但非必要地，焊接机器的特征还在于，电驱动锁定构件包括：充气垫，其放置在长方形容座内，并且位于可动插销和长方形容座的壁之间；以及电驱动压缩空气分配器，其适于按指令对充气垫进行充气和放气，从而使可动插销选择性地压住/推抵长方形容座的侧壁。
优选但非必要地，焊接机器的特征还在于，所述/每个自动零件锁定装置还包括电驱动移动构件，其适于按指令使可动插销在轴向上朝向和远离锁定位置移动，在锁定位置可动插销将锁定附属部设置为抵靠容纳在第一工件承载夹具的模板的凹部中的塑料工件，从而将塑料工件固定在模板中。
优选但非必要地，焊接机器的特征还在于，电驱动移动构件位于第二工件承载夹具上，并且适于在第二工件承载夹具连接至第一工件承载夹具时暂时与可动插销连接。
优选但非必要地，焊接机器的特征还在于，电驱动移动构件包括：可动滑块，其以轴向滑动的方式紧固/装配到平行于可动插销的纵向轴线延伸跨过第二工件承载夹具的直导轨上，并且成形为选择性地接合/连接至可动插销；以及线性致动器，其适于使可动滑块在直导轨上来回移动，从而按指令改变可动滑块沿直导轨的位置。
优选但非必要地，焊接机器的特征还在于，移动组件适于使两个工件承载夹具的模板在基本上垂直于模板的第二方向上彼此压住。
优选但非必要地，焊接机器的特征还在于，振动构件适于按指令使第一工件承载夹具按指令在给定的第一方向上振动，并且第二方向基本上垂直于第一方向。
优选但非必要地，焊接机器的特征还在于，两个工件承载夹具的模板的尺寸设置为分别容纳汽车灯的前半壳体和后部主体。
附图说明
现在将参照附图描述本发明，附图示出了本发明的非限制性实施方式，其中：
-图1是根据本发明的教导实现的用于对塑料材料制成的工件进行振动焊接的机器的立体图，为了清楚起见一些部分被移除；
-图2是图1所示的机器的示意性主视图；
-图3是图1所示的振动焊接机器的下部夹具的立体图，为了清楚起见一些部分被移除；
-图4是图1所示的振动焊接机器的上部夹具的立体图，为了清楚起见一些部分被移除；
-图5是图1所示的振动焊接机器的一部分的立体图，其处于第二操作位置并且为了清楚起见一些部分被移除；
-图6和图7是图4所示的上部夹具的部分的两幅立体图，为了清楚起见一些部分被移除；
-图8是图6和图7所示的上部夹具的部分的立体图和部分分解视图；并且
-图9是沿着纵向中间平面剖开的图6和图7所示的上部夹具的部分的侧视图。
具体实施方式
参照图1和图2，附图标记1整体上表示用于对塑料材料制成的工件进行焊接的机器，其可有利地用于对大型汽车灯(未被示出)的塑料外壳进行焊接。
更详细地，机器1优选是用于对塑料材料制成的工件进行振动焊接的机器，其可以有利地用于对大型汽车灯(未被示出)的塑料外壳进行振动焊接。
换言之，机器1可以有利地用于将大型汽车灯的前半壳体(未被示出)振动焊接到对应且互补的后部主体(未被示出)上，它们两者均优选通过注塑成型工序由塑料材料制成。
机器1首先包括两个工件承载夹具2和3，它们被构造成一个能够容纳并牢固地保持汽车灯的前半壳体，并且另一个能够容纳并牢固地保持汽车灯的后部主体，并且可以朝向和远离彼此移动，从而能够选择性地彼此连接，以将前半壳体和后部主体设置成彼此抵靠。
更详细地，工件承载夹具2设置有基本上不可变形的工件保持模板4，其优选由金属材料制成，并且具有与汽车灯的前半壳体的形状基本上互补的凹部4a，从而能够容纳所述前半壳体。
类似地，工件承载夹具3设置有基本上不可变形的第二工件保持模板5，其优选由金属材料制成，并且具有与汽车灯的后部主体的形状基本上互补的凹部5a，从而能够容纳并牢固地保持后部主体。
工件承载夹具2和3可以朝向和远离彼此移动，从而在它们彼此连接时能够将模板4和5设置为彼此抵靠。
模板4和5也被定向和构造成在对应的工件承载夹具2和3连接在一起时将后部主体的口部的外周边缘设置为抵靠面对且互补的前半壳体的外周边缘。
另外，工件承载夹具2和3优选设置成一个在另一个前面，同时模板4和5彼此面对，并且优选可以基本上直线地朝向和远离彼此移动，从而使模板4和5彼此抵靠。
换言之，工件承载夹具2和3优选设置成一个在另一个前面，沿共有参考轴线A对齐，并且可以平行于所述轴线A朝向和远离彼此移动。
机器1还包括：优选电驱动或液压操作的移动组件6，其适于使工件承载夹具2和3选择性地彼此连接和压住，从而使容纳在对应的模板4和5中的塑料工件彼此紧靠/压住；优选电驱动或液压操作的振动组件7，其适于按指令使两个工件承载夹具2、3中的一个在预定方向上振动；以及电子控制单元8，其适于控制移动组件6和/或振动组件7。
更详细地，移动组件6能够按指令使工件承载夹具2和3朝向和远离彼此移动，从而将工件承载夹具2和3的模板4和5选择性地设置为彼此抵靠，同时沿给定方向d1使模板4和5彼此压住，方向d1优选基本上垂直于模板4和5，和/或与工件承载夹具2和3的连接方向基本上一致。
另一方面，振动组件7能够按指令使工件承载夹具2、3中的一个、更确切地使两个工件承载夹具2、3中的一个的模板4、5在给定方向d2上以给定的振幅和频率振动，从而对汽车灯的两个零件进行振动焊接，方向d2优选局部基本上垂直于在模板4和5上施加压缩力的方向d1。
在所示的例子中，特别地，振动组件7优选被构造成按指令使两个工件承载夹具2、3中的一个在方向d2上振动，其中频率优选范围在230和250Hz(赫兹)之间，并且振幅优选小于1.5mm(毫米)，并且可选地范围在0.4和1.2mm(毫米)之间。
此外，移动组件6优选被构造成使工件承载夹具2和3平行于轴线A朝向和远离彼此移动。另外，移动组件6优选被构造成使模板4和5平行于轴线A彼此压住，即在平行于轴线A的方向上施加给定值的压力。
因此，振动组件7优选被构造成按指令使两个工件承载夹具2、3中的一个在局部基本上垂直于轴线A的方向d2上振动。
另外，在所示的例子中，工件保持模板4和5的凹部4a和5a优选具有长方形形状，并且振动组件7被构造成按指令使两个工件承载夹具2、3中的一个、更确切地使两个工件承载夹具2、3中的一个的模板4、5在方向d2上振动，方向d2优选基本上平行于凹部4a和5a的纵向轴线。
更详细地，工件承载夹具2和3的工件保持模板4和5优选形状为长方形并且平行于方向d2延伸，而工件保持模板4和5的凹部4a、5a平行于该模板4、5的纵向轴线(即，在方向d2上)在对应的模板4、5的主体上延伸，优选基本上延伸跨过模板4、5的整个长度。
优选地，机器1的第一工件承载夹具还在空间中固定，其仅仅能够在方向d2上自由振动，而第二工件承载夹具可朝向和远离第一工件承载夹具移动，优选以直线的方式并且优选在保持与其自身平行的同时移动。
因此，移动组件6适于仅使第二工件承载夹具移动，而振动组件7适于使第一工件承载夹具振动。
参照图1和图2，在所示的例子中，特别地，工件承载夹具2和3优选一个在另一个上方间隔开地设置，彼此垂直对齐，并且优选可基本上直线地朝向和远离彼此移动。
换言之，工件承载夹具2和3优选一个位于另一个上方，沿着基本垂直的轴线A对齐，并且可以在基本垂直的方向上朝向和远离彼此移动。
更详细地，工件承载夹具3优选位于工件承载夹具2的下方，并且可以垂直地朝向和远离工件承载夹具2移动，优选以直线方式并且优选在保持与其自身平行的同时移动。
另一方面，工件承载夹具2优选在垂直方向上是固定的，即它不能平行于轴线A移动，而可以在基本水平的方向d2上自由振动。
更详细地，参照图1和图2，机器1设置有优选基本上为门形的刚性支撑框架9，其被构造成牢固地搁置在地面上，并且工件承载夹具2和3优选在支撑框架9上设置成一个在另一个上方，彼此垂直对齐。
另外，工件承载夹具2优选以在垂直方向上刚性和水平方向上浮动的方式安装到支撑框架9的顶部，其中模板4面朝下。
另一方面，工件承载夹具3优选以可垂直移动的方式安装到支撑框架9，其中模板5面朝上。
振动组件7也优选位于工件承载夹具2上方并且牢固地连接至工件承载夹具2，从而按指令使工件保持模板4在方向d2上水平地振动。
另一方面，移动组件6优选位于工件承载夹具3下方，并且适于使工件承载夹具3在降低位置与升高位置之间垂直移动，在降低位置模板5与工件承载夹具2的模板4处于预定的最大距离，在升高位置工件承载夹具3的模板5抵靠上部的工件承载夹具2的模板4。
另外，移动组件6优选适于使工件承载夹具3的模板5沿着方向d1牢固地压住工件承载夹具2的模板4。
因此在升高位置工件承载夹具3的模板5被设置成抵靠工件承载夹具2的模板4，从而用力地使汽车灯的后部主体的口部的外周边缘压住面对且互补的前半壳体的外周边缘。
参照图1、图2和图3，在所示的例子中，特别地，工件承载夹具3还包括中间支撑板10，其优选垂直于压缩力施加的方向d1延伸，直接支撑模板5，并且安装到支撑框架9上，同时能够朝向和远离工件承载夹具2垂直地移动。
更详细地，模板5优选刚性地安装到支撑板10的上表面上，支撑板10也在基本水平的位置处牢固地安装到支撑框架9上、更确切地固定到支撑框架9的竖直立柱上，同时能够自由地朝向和远离工件承载夹具2垂直地滑动。
移动组件6也优选包括：一个或多个液压缸或气动缸，其位于支撑板10下方，处于垂直位置，并且适于使支撑板10在垂直方向上朝向和远离上部的工件承载夹具2移动，优选在电子控制单元8的直接控制下进行。
参照图1、图2和图4至图9，类似地，上部工件承载夹具2优选另外包括中间支撑板11，其优选垂直于压缩力施加的方向d1延伸，直接支撑模板4，并且安装到支撑框架9上，同时能够在方向d2上水平地移动/振动。
更详细地，工件承载夹具2的模板4优选刚性地安装到支撑板11的下表面上，支撑板11也在靠近支撑框架9顶部的基本水平的位置处牢固地安装到支撑框架9上，同时能够自由地平行于其所在平面(即，水平地)进行较小的运动。
振动组件7优选位于支撑板11上方并牢固地连接至支撑板11，以使模板4在方向d2上水平振动。
振动组件7是本技术领域中已广泛公知的部件，除了指出支撑板11的运动优选以已知的方式由两个电磁体产生之外，将不对振动组件7进行进一步描述。
参照图1至图8，此外，机器1还包括：至少一个电驱动且自调节的自动零件锁定装置12，其适于将前半壳体选择性地锁定/固定在工件承载夹具2的模板4内；以及辅助电子控制单元，其适于驱动/控制该一个或多个自动零件锁定装置12。
换言之，自动零件锁定装置12适于按指令固定容纳在振动的工件承载夹具内部(即，与振动组件7连接的工件承载夹具内部)的塑料工件。
更详细地，自动零件锁定装置12被紧固到工件承载夹具2上，同时能够按指令且自主地朝向和远离锁定位置移动，在锁定位置该装置被设置/放置成抵靠暂时容纳在模板4的凹部4a内的前半壳体，以防止前半壳体在模板4内进行任何移动。
优选地，辅助电子控制单元还被结合到电子控制单元8中。
参照图1和图3，在所示的例子中，特别地，机器1优选设置有两个自动零件锁定装置12，它们优选一个基本上面对另一个地设置，优选基本上设置在工件保持模板4的凹部4a的相对两侧上。
优选地，两个自动零件锁定装置12还在工件承载夹具2上设置成一个在另一个前面，沿振动方向d2对齐。
另外，两个自动零件锁定装置12优选在工件承载夹具2上设置在工件保持模板4的长方形凹部4a的两个轴向端部处。
更详细地，工件保持模板4的凹部4a优选形状是长方形的，并且在模板4的主体上平行于该模板的纵向轴线沿着模板4的整个长度延伸，并且两个自动零件锁定装置12优选在模板4上设置在长方形凹部4a的两个轴向端部处。
辅助电子控制单元也优选适于控制两个自动零件锁定装置12的运动。
参照图3至图8，特别地，所述或每个自动零件锁定装置12优选包括：可动插销13，其以轴向滑动的方式插入到工件承载夹具2的模板4中专门形成的对应的长方形容座14中，并且设置有锁定附属部13a，其可在工件保持模板4的凹部4a处朝向和远离暂时容纳在凹部4a中的前半壳体移动，从而能够选择性地抵靠该前半壳体；以及电驱动锁定构件15，其插在可动插销13和工件保持模板4之间，并且适于按指令使可动插销13压住长方形容座14的侧壁，从而通过摩擦力将可动插销13选择性地锁定/固定在模板4上。
更详细地，一个或多个由高摩擦系数材料制成的板16优选位于长方形容座14的侧壁上，并且电驱动锁定构件15适于使可动插销13压住该高摩擦系数材料的板16，从而通过摩擦力将可动插销13选择性地固定在模板4上。
此外，所述或每个自动零件锁定装置12优选还设置有电驱动移动构件17，其适于按指令使可动插销13平行于其纵向轴线L朝向和远离锁定位置来回移动，在锁定位置可动插销13将锁定附属部13a设置为抵靠暂时容纳在模板4的凹部4a中的汽车灯的前半壳体，以防止零件在模板4中进行任何移动。
辅助电子控制单元也控制锁定构件15和移动构件17，并且优选被编程/配置成在可动插销13处于锁定位置时启动锁定构件15。
更详细地，移动构件17适于按指令使可动插销13在第一操作位置和第二操作位置之间来回移动，在第一操作位置可动插销13将锁定附属部13a设置成抵靠暂时容纳在凹部4a中的汽车灯的前半壳体，在第二操作位置可动插销13将锁定附属部13a设置为与暂时容纳在凹部4a中的前半壳体处于预定的最大距离。
另外，可动插销13优选容纳在模板4中，从而能够平行于方向d2移动。换言之，可动插销13的纵向轴线L优选基本上平行于方向d2。
因此，移动构件17适于使可动插销13沿着方向d2朝向和远离锁定位置来回移动。
优选地，可动插销13的锁定附属部13a另外定位为靠近工件保持模板4的凹部4a的外周边缘，从而能够选择性地抵靠暂时容纳在工件保持模板4的凹部4a中的前半壳体的侧面。
因此，可动插销13的锁定附属部13a可沿着方向d2朝向和远离暂时容纳在模板4的凹部4a中的前半壳体的侧面直线地移动。
参照图1、图2、图3和图4，优选地，移动构件17还紧固到工件承载夹具3上，并且适于在工件承载夹具3连接至工件承载夹具2时暂时连接至可动插销13。
更详细地，可动插销13优选形状/尺寸设置为以悬臂的方式从工件保持模板4的主体突出，并且移动构件17优选被构造成在工件承载夹具2和3连接在一起时暂时连接至可动插销13的、以悬臂的方式从模板4突出的部分。
参照图3至图8，在所示的例子中，特别地，可动插销13优选包括：刚性的长方形的直杆部20，其优选平行于方向d2延伸，并且以轴向滑动的方式与凹部4a上方有一定间隔地、更确切地说与长方形凹部4a的轴向端部上方有一定间隔地插入到工件保持模板4的主体中，从而优选还以悬臂的方式突出到工件保持模板4的外侧；以及横向臂部21，其从直杆部20朝向下面的凹部4a悬臂状地伸出，优选在与直杆部20的纵向轴线基本垂直的方向上伸出，从而将其远端部放置在凹部4a的旁边、更确切地放置在长方形凹部4a的轴向端部的旁边。
另外，横向臂部21的远端部优选成形为形成凹部4a的侧壁的一部分，并因此适于抵靠暂时容纳在凹部4a中的前半壳体的侧面。
因此，横向臂部21的远端部形成可动插销13的锁定附属部13a，并且可在方向d2上朝向和远离暂时容纳在模板4的凹部4a中的前半壳体的侧面移动。
另外，在所示的例子中，直杆部20优选具有板状结构，并且一个或多个由高摩擦系数材料制成的板16优选位于长方形容座14内，面对并滑过直杆部20的两个较大的表面中的一个。
优选地，可动插销13另外还包括由一个或多个高摩擦系数材料制成的板22，其牢固地安装到直杆部20上，从而面对并滑过与长方形容座14的侧壁成一体的一个或多个高摩擦系数材料的板16。因此，锁定构件15适于使一个或多个高摩擦系数材料的板22选择性地压住一个或多个高摩擦系数材料的板16。
另一方面，具体参照图7和图8，锁定构件15优选包括：
充气垫25，其优选由弹性材料制成，在长方形容座14内部位于可动插销13和长方形容座14的壁之间，优选位于与一个或多个高摩擦系数材料的板16相对的一侧上；以及电驱动压缩空气分配器(未在图中示出)，其适于按指令对充气垫25进行充气和放气，从而使插销13选择性地压住/推抵长方形容座14的侧壁。
显然，锁定构件15的压缩空气分配器优选由辅助电子控制单元控制。
在所示的例子中，特别地，充气垫25优选基本上为矩形形状，并且优选容纳在专门形成在直杆部20的两个较大表面中的一个上的容座或凹部内，优选地位于与一个或多个高摩擦系数材料的板16相对的一侧上。
更详细地，在所示的例子中，充气垫25优选位于直杆部20的上表面上，而一个或多个高摩擦系数材料的板16优选面向直杆部20的下表面，直杆部20的下表面也容纳一个或多个多高摩擦系数材料的板22。
另一方面，参照图1、图3和图5，移动构件17优选在工件承载装置3的支撑板10上位于工件保持模板5旁边，并且被构造成能够按指令使直杆部20平行于其纵向轴线(即，在方向d2上)来回移动。
另外，移动构件17优选包括：可动滑块28，其以轴向滑动的方式紧固/装配在直导轨29上，并且成形为能够选择性地接合/连接至可动插销13，直导轨29平行于可动插销13的纵向轴线L、更确切地平行于直杆部20的纵向轴线并因此平行于方向d2延伸跨过工件承载夹具3、更确切地跨过工件承载装置3的支撑板10；气动缸30，其紧固到工件承载夹具3上，并适于使可动滑块28沿直导轨29来回移动；以及最后的第二电驱动压缩空气分配器(未在图中示出)，其适于调节压缩空气到气压缸30的流动，从而能够按指令改变可动滑块28在直导轨29上的位置。
显然，移动构件17的压缩空气分配器优选由辅助电子控制单元控制。
更详细地，在所示的例子中，可动滑块28优选设置有突出叉31，其平行于轴线A(即，在垂直方向上)朝向工件承载夹具2悬臂状地伸出，并且适于选择性地跨在垂直于直杆部20的纵向轴线并且可选地还垂直于横向臂部21从直杆部20悬臂状地伸出的第二横向臂部32的远端部分上。
另外，参照图9，突出叉31的凹槽的宽度w优选地大于横向臂部32的局部宽度与由振动组件7在方向d2上传递到工件承载夹具2的振动/振荡的最大振幅之和。
机器1的一般操作可以从上面的描述容易地推断出，因此不需要进一步说明。
在使用中，后部主体优选手动插入模板5的凹部5a中，并在其中锁定在适当位置。随后，优选手动地将前半壳体放置成搁置在后部主体上。在使模板4和5彼此抵靠时，前半壳体容纳在模板4的凹部4a内并随后由一个或多个自动零件锁定装置12牢固地保持在适当位置。
关于一个或多个自动零件锁定装置12，参照图9，假设工件承载夹具2和3彼此相距最大距离并且可动插销13位于第二操作位置，辅助电子控制单元适于驱动移动构件17的压缩空气分配器，使得气动缸30可以根据选择可选地使可动滑块28处于：
-第一操作位置，其中可动滑块28的突出叉31与在第二操作位置固定的可动插销13的横向臂部32的远端部对准，从而允许两个元件的连接；
-第二操作位置，其中可动滑块28的突出叉31使可动插销13达到/设置在第一操作位置，从而将汽车灯的前半壳体锁定/固定在模板4的凹部4a内；以及
-第三操作位置，其中可动滑块28的突出叉31以可动插销13的横向臂部32的远端部为中心，从而允许整个上部夹具在振动组件7的推力下在方向d2上自由地振动/振荡。
辅助电子控制单元还驱动移动构件17的压缩空气分配器，从而在两个工件承载夹具2和3彼此连接时将可动滑块28从第一操作位置移动到第二操作位置；然后启动锁定构件15、更确切地使充气垫25充气，从而将可动插销13锁定/固定在模板4上。
在启动锁定构件15之后，辅助电子控制单元驱动移动构件17的压缩空气分配器，以使可动滑块28从第二操作位置移动到第三操作位置。
在振动组件7使工件承载夹具2在方向d2上振动/振荡之后，辅助电子控制单元停用锁定构件15、更确切地使充气垫25放气，然后驱动移动构件17的压缩空气分配器，从而使可动滑块28从第一操作位置移走，由此使可动插销13返回其第二操作位置。
与一个或多个自动零件锁定装置12的特定结构相关的优点是显著的。
首先，通过摩擦力将可动插销13锁定在工件保持模板4的主体上使所述或每个自动零件锁定装置12完全免受振动组件7产生的振动的影响。
此外，使用沿着工件承载夹具2的振动方向d2相互对置和对齐的两个自动零件锁定装置12还允许使汽车灯的前半壳体完美且快速地在模板4中居中。
最后，自动零件锁定装置12的特定结构还允许将一个或多个自动零件锁定装置12安装到现今使用的振动焊接机器的工件承载夹具上。
最后清楚的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对上述机器1进行修改和变化。
例如，振动组件7可以被构造成使工件承载夹具2以轨道或圆周运动振动。
另外，锁定构件15的充气垫25和压缩空气分配器可以由电磁体代替，该电磁体在通电时能够产生使可动插销13推抵/压住长方形容座14的侧壁的磁场，从而通过摩擦力将可动插销13锁定/固定在模板4上。
此外，移动构件17的气动缸30和压缩空气分配器可以由电驱动线性致动器代替。
最后，工件承载夹具2和3的工件承载模板4和5的凹部4a和5a可以成形为容纳不同于汽车灯的前半壳体和后部主体的塑料工件。
在这种情况下，一个或多个自动零件锁定装置12适于固定暂时容纳在工件承载夹具2的模板4中的塑料工件。
在不同的实施方式中，机器1包括代替振动组件7的激光发射器，其适于对容纳在工件承载夹具2和3的模板4和5中的汽车灯的前半壳体或后部主体的外周边缘进行局部加热，从而引起塑料材料的局部软化，继而在移动组件6的推力下焊接到相邻工件。

Claims (16)

1.一种用于塑料材料制成的工件的焊接机器(1)，其包括：两个工件承载夹具(2，3)，其各自设置有模板(4，5)，所述模板具有适于容纳相应的待焊接的塑料工件的凹部(4a，5a)；以及移动组件(6)，其适于选择性地使两个工件承载夹具(2，3)彼此连接和压住；
焊接机器的特征在于，其还包括：至少一个自动零件锁定装置(12)，其适于将待焊接的塑料工件选择性地锁定或固定在第一工件承载夹具(2)的模板(4)内；以及电子控制单元，其适于驱动或控制至少一个自动零件锁定装置(12)，
至少一个自动零件锁定装置(12)包括：可动插销(13)，其以轴向滑动的方式插入到设置在第一工件承载夹具(2)的模板(4)中的对应的长方形容座(14)中，并且设置有锁定附属部(13a)，该锁定附属部能在第一工件承载夹具(2)的模板(4)的凹部(4a)处移动，从而能够选择性地抵靠暂时容纳在模板(4)的凹部(4a)中的塑料工件；以及电驱动锁定构件(15)，其适于按指令使可动插销(13)压住长方形容座(14)的侧壁，从而通过摩擦力将可动插销(13)选择性地锁定或固定在第一工件承载夹具(2)的模板(4)上。
2.根据权利要求1所述的焊接机器，其特征在于，至少一个自动零件锁定装置(12)紧固到第一工件承载夹具(2)上，同时能够按指令且自主地朝向和远离锁定位置移动，在锁定位置自动零件锁定装置被设置成抵靠容纳在第一工件承载夹具(2)的模板(4)内的塑料工件，从而将塑料工件固定在该模板(4)内。
3.根据权利要求1所述的焊接机器，其特征在于，焊接机器设置有两个自动零件锁定装置(12)，它们基本上彼此相对地设置在第一工件承载夹具(2)的模板(4)的凹部(4a)的相对两侧上。
4.根据权利要求1所述的焊接机器，其特征在于，焊接机器还包括振动构件(7)，其适于按指令使第一工件承载夹具(2)振动，或包括激光发射器，其适于对容纳在两个工件承载夹具(2，3)中的一个的模板(4，5)中的塑料工件的外周边缘进行加热，从而引起塑料材料的局部软化。
5.根据权利要求4所述的焊接机器，其特征在于，振动构件(7)适于按指令使第一工件承载夹具(2)沿着给定的第一方向(d2)振动，并且焊接机器设置有两个自动零件锁定装置(12)，它们一个设置在另一个前面并沿第一方向(d2)基本上对齐。
6.根据权利要求5所述的焊接机器，其特征在于，第一工件承载夹具(2)的模板(4)的凹部(4a)形状是长方形的并且在模板(4，5)的主体上平行于第一方向(d2)延伸，两个自动零件锁定装置(12)位于凹部(4a)的两个端部处。
7.根据权利要求1所述的焊接机器，其特征在于，至少一个由高摩擦系数材料制成的第一板(16)刚性地紧固到长方形容座(14)的壁上，并且电驱动锁定构件(15)适于使可动插销(13)选择性地压住至少一个由高摩擦系数材料制成的第一板(16)。
8.根据权利要求7所述的焊接机器，其特征在于，可动插销(13)设置有至少一个由高摩擦系数材料制成的第二板(22)，其面对并滑过至少一个由高摩擦系数材料制成的第一板(16)，并且电驱动锁定构件(15)适于使至少一个由高摩擦系数材料制成的第二板(22)选择性地压住至少一个由高摩擦系数材料制成的第一板(16)。
9.根据权利要求1所述的焊接机器，其特征在于，焊接机器还包括振动构件(7)，其适于按指令使第一工件承载夹具(2)在给定的第一方向(d2)上振动，从而引起塑料材料的局部软化，并且其中可动插销(13)能在第一工件承载夹具(2)的模板(4)内平行于第一方向(d2)轴向地移动。
10.根据权利要求1所述的焊接机器，其特征在于，电驱动锁定构件(15)包括：充气垫(25)，其放置在长方形容座(14)内，并且位于可动插销(13)和长方形容座(14)的壁之间；以及电驱动压缩空气分配器，其适于按指令对充气垫(25)进行充气和放气，从而使可动插销(13)选择性地压住或推抵长方形容座(14)的侧壁。
11.根据权利要求1所述的焊接机器，其特征在于，至少一个自动零件锁定装置(12)还包括电驱动移动构件(17)，其适于按指令使可动插销(13)在轴向上朝向和远离锁定位置移动，在锁定位置可动插销(13)将锁定附属部(13a)设置为抵靠容纳在第一工件承载夹具(2)的模板(4)的凹部(4a)中的塑料工件，从而将塑料工件固定在模板(4)中。
12.根据权利要求11所述的焊接机器，其特征在于，电驱动移动构件(17)位于第二工件承载夹具(3)上，并且适于在第二工件承载夹具(3)连接至第一工件承载夹具(2)时暂时与可动插销(13)连接。
13.根据权利要求12所述的焊接机器，其特征在于，电驱动移动构件(17)包括：可动滑块(28)，其以轴向滑动的方式紧固或装配到平行于可动插销(13)的纵向轴线(L)跨过第二工件承载夹具(3)延伸的直导轨(29)上，并且成形为选择性地接合或连接至可动插销(13)；以及线性致动器(30)，其适于使可动滑块(28)在直导轨(29)上来回移动，从而按指令改变可动滑块(28)沿直导轨(29)的位置。
14.根据权利要求1所述的焊接机器，其特征在于，移动组件(6)适于使两个工件承载夹具(2，3)的模板(4，5)在基本上垂直于模板(4，5)的第二方向(d1)上彼此压住。
15.根据权利要求14所述的焊接机器，其特征在于，振动构件(7)适于按指令使第一工件承载夹具(2)按指令在给定的第一方向(d2)上振动，并且第二方向(d1)基本上垂直于第一方向(d2)。
16.根据权利要求1所述的焊接机器，其特征在于，两个工件承载夹具(2，3)的模板(4，5)的尺寸设置为分别容纳汽车灯的前半壳体和后部主体。
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